检索结果-南通市图书馆

作者：常进武汉理工大学

学位级别：硕士

穿浪船是近年来国际上开发的一种新船型,它具有在比较高的海况下获得较高航速的能力,并具有良好的适航性,由于穿浪船艏部的特殊线型,使得它能在波涛汹涌的海浪中穿浪而过,并保持平稳的姿态。由于穿浪船的双体特征,其横摇性能较好,但是... 详细信息

穿浪船是近年来国际上开发的一种新船型,它具有在比较高的海况下获得较高航速的能力,并具有良好的适航性,由于穿浪船艏部的特殊线型,使得它能在波涛汹涌的海浪中穿浪而过,并保持平稳的姿态。由于穿浪船的双体特征,其横摇性能较好,但是穿浪船也同样有它的局限性,在波长较小和较大时纵摇性能的改善不够明显。为了使穿浪船适合于航行更广的海域和海况,改善纵向运动性能,本文对带T型翼(T-foil)的运动姿态控制系统(RCS)进行了预研工作。T-foil是主动式带转动后翼板的翼面,且在风浪较小的情况下是可回收的,以便降低阻力;RCS则可以通过T-foil所提供的恢复力和力矩对纵向运动实施控制。本文考虑到穿浪双体船的高速和多船体特性,利用2.5D理论对穿浪双体船进行水动力求解,并基于Matlab对计算理论进行了程序编制,对计算程序的效率和内存管理进行了优化,重点解决了程序重复循环过多的问题,简化了程序,提高了计算效率。随后讨论了T-foil所提供的恢复力和力矩的计算方法,并利用2.5D理论所计算出的水动力系数对带T-foil的穿浪船进行运动模型的建立。本文在控制器的设计过程中,应用了鲁棒控制理论中的μ综合设计思想对控制器进行了设计,并采用Matlab平台对控制器设计中D-K迭代进行了计算。此外,针对纵向运动模型对系统权函数的进行了改造,改造后的权函数集中体现了纵向运动模型的不确定性特征,对未来应用鲁棒控制中权函数选择有一定的启发意义。最后本文还对RCS的硬软件设计进行初步的探讨。

关键词：穿浪双体船姿态控制系统(RCS) 2.5D理论 μ综合权函数选择

数控机床用直线伺服系统鲁棒控制器设计及性能分析

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

数控机床用直线伺服系统鲁棒控制器设计及性能分析

作者：刘佳沈阳工业大学

学位级别：硕士

近年来随着各种零件的高精度加工趋势,需要具备极佳定位和追踪性能的精密数控机床直线伺服机构。而直线伺服系统中由于内部和外部的各种原因,其参数和外部干扰都有很大的不确定性。为提高系统的控制品质,本文对数控机床用直线伺服系统... 详细信息

近年来随着各种零件的高精度加工趋势,需要具备极佳定位和追踪性能的精密数控机床直线伺服机构。而直线伺服系统中由于内部和外部的各种原因,其参数和外部干扰都有很大的不确定性。为提高系统的控制品质,本文对数控机床用直线伺服系统鲁棒控制器设计进行了深入研究。本文以现代鲁棒控制理论为基础,以永磁直线伺服电机为被控对象,研究并解决了存在不确定性因素时直线电机伺服系统的控制问题。针对直线电机易受负载扰动及参数变化影响的特点,采用模型参考自适应控制对直线电机动子质量进行在线辨识,同时提出采用H控制、结构奇异值控制两个方案来解决伺服系统的鲁棒控制问题。永磁同步直线电机模型及动子质量辨识的研究。以永磁直线电机现有数学模型为基础,将直线电机的机械运动方程离散化,得到参考模型和可调模型方程,使用Landau离散时间递推参数辨识机制得到了模型参考自适应算法。结合参考模型、可调模型和模型参考自适应算法可以实现模型参考自适应辨识。在Matlab环境下进行仿真,结果验证了所设计的模型参考自适应辨识算法可以对动子质量进行有效辨识并在线调整。永磁同步直线伺服系统μ综合控制器的研究。通过建立伺服系统鲁棒控制的状态空间模型,将永磁直线电机伺服系统速度控制器的设计问题转化为标准H问题进行设计。对标准H控制问题,通过求Riccati不等式的解得到H控制器的解析表达式。在H控制器设计基础上,结合采用了μ-K迭代法,设计出μ综合控制器。与纯H控制器相比,该μ综合控制器对负载扰动和参数不确定性更具鲁棒性,且控制器的获取也比纯H控制器更快。最后,对采用μ综合速度控制器的永磁直线电机伺服系统进行仿真,证明了设计方案的有效性和可行性。

关键词：直线电机模型参考自适应动子质量鲁棒H∞控制 μ综合

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

一种新型空-空导弹的控制律研究

一种新型空-空导弹的控制律研究

作者：刘慧南京航空航天大学

学位级别：硕士

为了在现代的高科技战争中拥有技术优势,新一代近距格斗空-空导弹进行了全面的技术改进,大大地提高了其作战性能:增大了作战空域、提高了机动性与马赫数等。此时利用传统经典控制理论设计的控制系统存在以下问题:由于导弹模型线性化处... 详细信息

为了在现代的高科技战争中拥有技术优势,新一代近距格斗空-空导弹进行了全面的技术改进,大大地提高了其作战性能:增大了作战空域、提高了机动性与马赫数等。此时利用传统经典控制理论设计的控制系统存在以下问题:由于导弹模型线性化处理而忽略的非线性特性、各个通道间耦合作用、对象特性的不确定性和未建模动态特性等,从而使得设计出的导弹控制系统鲁棒性严重不足,大大限制了导弹的作战使用范围。为了解决上述问题,本文开展了采用鲁棒控制理论与方法进行新型空-空导弹飞行控制系统控制律设计的研究工作。这种方法通过合理地评估和建模,可以将忽略的导弹的非线性、各通道的耦合作用、不确定性和未建模动态特性等加入控制律的设计过程中。鲁棒控制理论体系的两个主流分支是:H∞控制理论与μ综合控制理论,为避免控制律设计结果出现较大的保守性,本文采用μ综合控制理论进行控制律设计。论文分别研究并设计了导弹俯仰、偏航和滚转三个通道飞行控制律,并将单通道设计结果应用到三通道被控对象中。数字仿真验证结果表明:单/三通道鲁棒控制器均满足控制性能指标要求,同时也具有良好的鲁棒性;实现了一个控制器对多个工作点的控制,不但从根本上提高了飞行控制系统的鲁棒性,并且突破了经典控制系统中一个控制器控制少数几个工作点,在弹道内进行控制器频繁切换的传统控制模式。论文还以俯仰/偏航通道的控制器为例,开展了控制器降阶设计研究。仿真结果表明:通过合适的降阶手段可以在保证控制系统性能的条件下,大幅降低控制器的阶数,从而提高工程实用性。

关键词：空-空导弹飞行控制律鲁棒控制 μ综合鲁棒性降阶

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

带有输入延时的伺服系统鲁棒控制设计

带有输入延时的伺服系统鲁棒控制设计

作者：路媛媛哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文以转台伺服系统为背景,分析系统中输入延时的特性,并在考虑模型摄动对系统产生影响的基础上,运用鲁棒控制理论研究了转台伺服系统的控制器综合问题。首先,针对转台伺服系统,分析并确定了系统的总体结构。推导了矢量控制型永磁同步... 详细信息

本文以转台伺服系统为背景,分析系统中输入延时的特性,并在考虑模型摄动对系统产生影响的基础上,运用鲁棒控制理论研究了转台伺服系统的控制器综合问题。首先,针对转台伺服系统,分析并确定了系统的总体结构。推导了矢量控制型永磁同步电机的数学模型,详细分析了系统模型中可能存在的不确定性及产生原因,并采用最小二乘法的原理对被控对象的模型参数进行辨识,得到系统标称被控对象的参数化模型。对被控对象模型中的不确定性进行了,针对设计中主要考虑的输入延时和高频未建模动态,建立了非结构化乘性不确定性模型。其次,针对不确定性系统的鲁棒控制问题,基于H∞控制理论中性能指标与鲁棒稳定的关系,给出了H∞标准问题的描述。为了减小含有多摄动系统在标准H∞设计时的保守性,引入结构奇异值的理论,并给出了设计中加权函数的选取和调整原则。在此基础上,运用μ分析与综合的控制理论推导了系统具有鲁棒稳定性和鲁棒性能的充要条件,并将其描述为矩阵结构奇异值的不等式的形式,给出了μ分析与综合的基本框架结构和μ综合控制器的计算方法和步骤。最后,以转台伺服系统为背景,描述系统设计的基本问题和指标要求,建立转台系统设计的μ分析框架结构。根据加权函数的选取原则,选取适当的加权函数。运用Matlab中μ分析与综合工具箱设计出鲁棒控制器,理论分析和实验结果表明系统具有良好的鲁棒性能。

关键词：输入延时伺服系统 μ综合鲁棒性能

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

水下运载器鲁棒控制策略与弹道特性研究

水下运载器鲁棒控制策略与弹道特性研究

作者：陈营营哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着现代科技的飞速发展以及现代战中的需求,潜射导弹的运载器成为近年来研究的热点。鲁棒控制策略作为一种现代控制策略中的一种控制方式,使水下运载器控制系统能够满足快速响应的性能指标,与传统的控制策略相比,该控制策略可以综合考... 详细信息

随着现代科技的飞速发展以及现代战中的需求,潜射导弹的运载器成为近年来研究的热点。鲁棒控制策略作为一种现代控制策略中的一种控制方式,使水下运载器控制系统能够满足快速响应的性能指标,与传统的控制策略相比,该控制策略可以综合考虑系统中的不确定因素,使系统达到鲁棒稳定性和鲁棒性要求。本文研究的水下运载器系指潜射导弹的运载器,针对研究对象,主要研究内容为:首先,分析水下运载器的流体动力与力矩以及运载器的受力情况,建立了水下运载器模型其次,对系统中的不确定性进行分析,建立了系统的不确定模型,运用鲁棒控制策略中的H∞方法和μ综合方法针对运载器过载跟踪系统设计了控制器,并对结果进行了仿真和分析。接着,利用粒子群算法,优化鲁棒控制策略中的加权函数。并验证了此方法在选取加权函数在控制器设计问题上的有效性。最后对运载器水下航行阶段进行弹道特性分析。对其平动段和转弯段运动进行仿真和分析。本文从工程应用角度出发,探讨了水下运载器系统中的鲁棒控制策略设计控制器,并分析了运载器的弹道特性,对工程实践具有一定的参考价值。

关键词：水下运载器 H_∞方法 μ综合加权函数弹道特性

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

液压伺服驱动位置系统的鲁棒控制

液压伺服驱动位置系统的鲁棒控制

作者：卜劭华燕山大学

学位级别：硕士

本课题针对我校实验室结晶器连铸装置，将鲁棒控制理论应用于液压驱动伺服位置环系统的研究开发。参数摄动和外干扰引起的不确定性是液压伺服系统难以解决的棘手问题，鲁棒控制通过设计一个结构和参数均不变的控制器使得系统即使在不确... 详细信息

本课题针对我校实验室结晶器连铸装置，将鲁棒控制理论应用于液压驱动伺服位置环系统的研究开发。参数摄动和外干扰引起的不确定性是液压伺服系统难以解决的棘手问题，鲁棒控制通过设计一个结构和参数均不变的控制器使得系统即使在不确定性处于最大界即系统处于最劣条件下仍然能够保证良好的快速性和稳态性能。因此，本文采用鲁棒控制来研究液压伺服驱动位置控制系统是有很强的实际意义的。本文首先对连铸结晶器位置系统的数学模型进行了理论分析，并利用1250频率特性测试仪对其模型进行了实际测试，分析实测得到的频率特性曲线从而得出实际的数学模型表达式。在对鲁棒控制理论的特点和应用情况等进行概述的基础上，详细地介绍了输出端H混合灵敏度鲁棒控制理论及其加权函数阵的选取规则，μ综合控制理论，处理加权函数阵具有虚轴极点的所谓扩展H鲁棒控制理论。针对本课题的实际情况，本文给出了多种有效的鲁棒控制方法，在建立的实测数学模型基础上，考虑了系统具有参数摄动、未建模动态和存在输入端外负载干扰情况下，设计了鲁棒控制器并进行了仿真研究。通过对控制策略和仿真结果的分析，本文给出的鲁棒控制策略具有较好的动静态性能，在系统参数摄动和存在扰动的情况下，依然能够保证系统取得很好的响应性能和跟踪精度，证明了控制策略的可行性。而且经降阶后的鲁棒控制器用模拟量系统或计算机均可实现，具有较大的工程应用价值。

关键词：液压伺服位置环鲁棒控制 μ综合 H∞混合灵敏度

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

陆空车辆飞行包线研究

陆空车辆飞行包线研究

作者：黄楠北京理工大学

学位级别：硕士

本文的研究对象陆空车辆,是一种具备空中巡逻、救援和交通运输等多种功能,能广泛应用于军事和民用领域的具有陆地行驶和空中飞行能力的多用途作战平台和综合交通工具。本文围绕陆空车辆的飞行包线问题展开研究,研究内容包括陆空车辆飞... 详细信息

本文的研究对象陆空车辆,是一种具备空中巡逻、救援和交通运输等多种功能,能广泛应用于军事和民用领域的具有陆地行驶和空中飞行能力的多用途作战平台和综合交通工具。本文围绕陆空车辆的飞行包线问题展开研究,研究内容包括陆空车辆飞行动力学建模、系统模态分析、陆空车辆模型开环飞行包线研究、基于μ综合控制技术和PID控制技术的飞行控制系统设计与实现以及陆空车辆闭环飞行包线研究、陆空车辆大飞行包线范围下控制器切换的设计与实现。文章首先从陆空车辆的结构特点入手,分析了陆空车辆建模的特点,确定了陆空车辆飞行动力学模型结构,运用空气动力学和刚体动力学建立了陆空车辆的飞行动力学模型。其次,通过遗传算法和序列二次规划完成陆空车辆模型的配平计算,采用中心差分法获取了小扰动假设下的线性模型,从而初步得到陆空车辆飞行包线的范围。然后基于线性模型对陆空车辆的特性进行了深入的分析,通过极点分布、灵敏度矩阵、奇异值等对已经得到的陆空车辆飞行包线进行稳定性分析,进而得到陆空车辆模型开环时的飞行包线。然后,针对第三章得到的陆空车辆开环时的飞行包线,运用μ综合控制技术设计了陆空车辆内环的姿态控制器,该方法能有效地跟踪、抑制阵风干扰且有很好的鲁棒性。运用PID控制技术完成了外环速度和高度的控制。本章还分别对爬升飞行的飞行包线以及协调转弯飞行的飞行包线的内外环的控制器性能进行了仿真和评估,仿真的结果表明:设计的飞行控制系统在飞行包线范围内具有较强的抗干扰能力和良好的鲁棒性,能够达到飞行包线范围内对控制器的要求。最后,针对陆空车辆大飞行包线内设计的多个控制器,提出了一种结合软化环节的鲁棒控制器软切换方法,并且对控制律的切换进行了仿真和评估,结果表明设计的软切换方法对陆空车辆飞行包线范围内不同飞行状态之间的切换具有较为快速准确的跟踪性。

关键词：陆空车辆飞行包线 μ综合控制器切换

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

含有控制器不确定性的转台控制系统设计

含有控制器不确定性的转台控制系统设计

作者：李天宝哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文以转台伺服系统为背景,分析系统中由于采样周期波动引起的控制器不确定性。并在综合考虑控制器和对象同时含有摄动的基础上,运用鲁棒控制理论研究了转台伺服系统的控制的综合问题。首先,针对转台伺服系统,分析并确定了系统的总体... 详细信息

本文以转台伺服系统为背景,分析系统中由于采样周期波动引起的控制器不确定性。并在综合考虑控制器和对象同时含有摄动的基础上,运用鲁棒控制理论研究了转台伺服系统的控制的综合问题。首先,针对转台伺服系统,分析并确定了系统的总体结构。推导了转台伺服系统的数学模型,并采用最小二乘法的原理对被控对象的模型参数进行辨识,得到系统标称被控对象的参数化模型。详细分析了系统中可能存在的不确定性及产生原因,针对设计中主要考虑的控制器参数摄动和高频未建模动态,建立了非结构化乘性不确定性模型,研究了将被控对象不确定性转化为被控对象不确定性的方法。并确定了跟踪性能权函数的选取原则。其次,针对不确定性系统的鲁棒控制问题,基于H控制理论中性能指标与鲁棒稳定性的关系,给出了H标准问题的描述。为了减小含有多摄动系统在标准H设计时的保守性,引入结构奇异值的理论。在此基础上,运用μ分析与综合的控制理论推导了系统具有鲁棒稳定性和鲁棒性能的充要条件,并将其描述为矩阵结构奇异值的不等式的形式,给出了μ分析与综合的基本框架结构和μ综合控制器的计算方法和步骤。最后,以转台伺服系统为背景,描述系统设计的基本问题和指标要求,建立转台系统设计的μ分析框架结构。根据加权函数的选取原则,选取适当的加权函数。运用Matlab中μ分析与综合工具箱设计出鲁棒控制器,最终通过实验验证了系统的具有很好的鲁棒性能。

关键词：控制器摄动不确定性 μ综合转台

面向CPSS的园区微电网系统协调控制方法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

面向CPSS的园区微电网系统协调控制方法研究

作者：丁安邦兰州理工大学

学位级别：硕士

在新能源产业快速发展的背景下,微电网作为智能电网的重要组成部分,能够为分布式能源提供良好的接口,其控制与优化已经成为一个重要研究方向。各种分布式电源之间的协调控制、电能质量以及系统级的协调优化等问题,成为了微电网稳定运行... 详细信息

在新能源产业快速发展的背景下,微电网作为智能电网的重要组成部分,能够为分布式能源提供良好的接口,其控制与优化已经成为一个重要研究方向。各种分布式电源之间的协调控制、电能质量以及系统级的协调优化等问题,成为了微电网稳定运行的关键,因此,研究微电网系统协调控制策略具有重要的意义。微电网作为分布式电源接入电网的主要方式,高可再生能源消纳与高利润是微电网运营商追求的主要目标,因此,园区微电网的优化调度对提高可再生能源利用率与利润是十分重要的。本文针对基于信息-物理-社会系统(Cyber-Physical-Social System,CPSS)架构的交流微电网的功率分配,频率稳定性控制,以及优化调度等问题,展开了以下几个方面的研究:(1)面向园区微电网稳定运行与电力需求侧要求,构建与分析了园区微电网CPSS架构,CPSS由物理层、信息层和社会层三部分组成。其中物理层与信息层构成信息-物理系统(Cyber-Physical,CPS),保障了园区微电网的稳定运行,解决了微电网功率分配与频率稳定性问题。物理层、信息层和社会层三层结合完成了园区微电网优化调度。与传统微电网系统网络化协调控制不同的是,本文将人与社会的因素考虑了进来,形成了“供需互动”的优化调度策略。(2)针对传统下垂控制受线路阻抗影响,易造成微电网系统电压偏离额定值与功率难以精确分配问题,提出了一种基于DE-RBF混合优化算法的微电网自适应下垂控制策略。建立含两台逆变器的微电网系统模型与状态空间方程,利用差分进化(Differential evolution,DE)算法获得多个平衡点的下垂控制参数,自适应调节下垂系数,并用获得的数据库训练径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络对其进行优化,并推广至多逆变器的情形。仿真结果表明,该方法相比于传统下垂控制,有功与无功功率能够实现更精确的按比例分配,微电网系统电压稳定,系统有较好的动态性能。(3)针对微电网中可再生能源的间歇性与随机性引起的频率波动问题以及控制器通信延时问题,将传统H鲁棒控制理论与μ综合理论相结合,提出了一种基于μ-H鲁棒控制的微电网频率控制方法。建立了考虑系统不确定性以及通信延时的微电网状态空间模型,并结合μ综合理论中的D-K迭代法设计出μ-H鲁棒控制器。搭建了Matlab/Simulink仿真与d SPACE实验平台,实验结果表明,所设计的控制器在参数扰动、通信延时和结构不确定的情形下具有良好的动态性能与鲁棒性。(4)针对园区微电网中电力用户的社会属性,提出了一种基于平行控制方法的园区微电网优化调度策略。构建了园区微电网的优化调度模型,并建立与实际系统相对应的平行控制系统,基于马尔可夫过程和贝叶斯在线学习构建平行系统中“虚拟园区”,模拟真实电力用户用电决策行为。应用协同过滤算法对模型进行进一步优化,利用实际系统与平行系统之间的信息交互实现优化调度目标。仿真结果表明,所提的优化调度方法能够有效提高园区微电网的可再生能源利用率和利润,使电力用户主动参与到园区微电网能量管理的过程中,形成一种良性的供需互动关系。

关键词：微电网信息-物理-社会系统下垂控制 H∞鲁棒控制 μ综合平行控制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

独立旋转车轮主动导向控制策略仿真研究

独立旋转车轮主动导向控制策略仿真研究

作者：黄晓青西南交通大学

学位级别：硕士

独立旋转车轮是实现100%低地板车的关键技术。不同于刚性轮对,左右车轮解耦之后,独立旋转车轮不再具有直线对中和曲线导向的能力,这一缺陷阻碍了独立旋转车轮的应用。因此,提高独立旋转车轮的导向能力一直是研究的重点,各国研究人员提... 详细信息

独立旋转车轮是实现100%低地板车的关键技术。不同于刚性轮对,左右车轮解耦之后,独立旋转车轮不再具有直线对中和曲线导向的能力,这一缺陷阻碍了独立旋转车轮的应用。因此,提高独立旋转车轮的导向能力一直是研究的重点,各国研究人员提出了不少解决方案,其中,主动导向技术是解决其导向难题的有效方法之一。本文以实际研究对象为例,构建了独立旋转车轮的SIMPACK动力学模型,并在SIMPACK中对独立旋转车轮的直线对中性能和曲线导向性能进行仿真。仿真结果表明:独立旋转车轮转向架不具备直线对中和曲线导向的能力。设计了PI控制、LQG控制和μ综合三种控制策略,建立了独立旋转车轮整车SIMPACK动力学模型。然后建立联合仿真模型,仿真结果表明:三种控制策略都能使独立旋转车轮的直线对中和曲线导向性能得到明显改善。从控制效果上看,PI控制器和LQG控制器的控制效果相当。不同之处在于,PI控制器的控制过程更顺畅,横移量曲线更加平滑。而LQG控制器作用下,独立旋转车轮在离开轨道曲线后,能迅速回到轨道中心。μ综合控制器能使独立旋转车轮回到轨道中心,但需要较长的时间。基于相似理论,初步设计了基于dSPACE平台的独立旋转车轮主动导向控制系统,并搭建出了相应的半实物仿真平台,以验证上述控制策略。

关键词：独立旋转车轮主动导向 PI控制 LQG控制 μ综合联合仿真 dSPACE